摘要：针对软岩煤层顶底板管理上存在的困难，介绍从掘进到回采所采取的一系列安全技术措施，解决了采掘工作面的顶板管理问题，确保软岩煤层采掘工作面的安全生产。清水沟煤矿从建井以来由于区内煤系地层以粘土质为主，遇水极易膨胀，煤层伪顶有较软弱的含螺类化石粉细砂岩存在，遇水会产生局部流砂，顶底板管理难度相当大，顶板极易垮落，底鼓相当严重，通过近几年的技术改造，清水沟煤矿对顶板管理方法进行了改革，改变了管理方法，改变了原有的支护方式（改为全圆拱砌碹支护、梯形工字钢支护、梯形抱木支护），通过改革很大程度上解决了清水沟煤矿的顶板管理上的难题。但回采工作面仍然采用非正规循环作业，这是不可取的，还需进一步的对回采工作面支护进行改革。
        关键词：软岩煤层 掘进巷道 采煤工作面 顶板管理安全
        前言：清水沟煤矿生产规模6万吨/年的小煤矿，本煤矿开采的煤层为单一煤层，属缓倾斜中至厚煤层，煤层倾角一般小于25°，煤层顶底板地层以粘土质为主，遇水极易膨胀，设计采用走向长壁采煤法开采煤层。在煤矿建井以来遇到了一些顶板安全管理的技术难题，在小煤矿软岩煤层顶底板管理上积累了一些经验，在保障安全的前提上很大程度上降低了煤矿投入成本，煤矿效益得到了提高。
       
        1  概况
        清水沟煤矿位于保山市羊邑矿区最南端，原为露天开采随着剥采比越来越大，生产较为困难，1994年改为井下开采，生产规模6万吨/年，由于区内煤系地层以粘土质为主，成岩程度差，所以顶板管理难度大。自1994年建井以来在软岩煤层顶板管理上形成了一套成功的管理经验，现以清水沟煤矿1554运输平巷及201采煤工作面为例加以论述。
        2  矿井基本条件
        2.1  工作面地质条件
        2.1.1  1554运输平巷地质条件
        1554运输平巷沿煤层走向开掘，开掘范围地表覆盖第四系松散粘土、粉质粘土层，其厚度变化较大，厚0.3～1.6m，局部更厚，可～硬塑状，强度较低，顶底板岩层总体呈强风化，裂隙较发育，成岩程度低，为软质岩石。煤层形态有时表现为向斜，有时表现为单斜，有时又表现为向斜和背斜，但起伏都较小，有1-2米小断层。
        2.1.2  201采煤工作面地质条件
        201采煤工作面地表覆盖第四系松散粘土、粉质粘土层，其厚度变化较大，厚0.3～1.6m，局部更厚，可～硬塑状，强度较低，为松散岩组。下伏第三系粘土岩、粉砂质粘土岩呈强风化，裂隙较发育，成岩程度低，为软质岩石。无大的断裂通过，仅分布小的断层，地质构造简单。
        2.2  巷道布置
        2.2.1  1554运输平巷巷道布置
        1554运输平巷水平标高1554米，从井底车场沿煤层走向向西布置，巷道布置在煤层下部，巷道临时支护形式为梯形木支护，要求箱木能满足顶宽2.2m，高度2.2m，底宽3.5m，棚距0.7m，预制砖2.2米全圆拱砌碹二次成巷。
        2.2.2  201采煤工作面巷道布置
        201采煤工作面采用倾斜长壁垮落法采煤（一次性采全高），两巷沿煤层顷向向下布置，包括开切眼在内，三条巷道跟煤层底板施工，其支护方式各规格分别为：工作面两巷均为11号矿用工字钢梯形棚支护，规格为棚柱长度要求2.4米，梁头长度要求1.82米。开切眼采用木支架支护（鸭嘴棚支护）时，一梁两腿为一架，两架并拢为一抱，且支护时必须采用抱木支护，1m一抱，支架规格为1.8×2.0m。
        2.3  工作面装备
        201采煤工作面运输斜巷采用SGB-320/17B型刮板输送机2台，采煤工作面采用JDSB-5.5型刮板输送机1台，JH-8型回柱绞车1台。
        3  顶板的管理及采取的措施
        3.1  顶板事故原因分析
        我们通过长期的生产实践，对掘进工作面及采煤工作面的顶板事故进行分析，认为导制顶板事故的原因主要分为以下几类。
        3.1.1  顶板的原因
        地质构造的原因：由于地层运动过程中，受到水平挤压作用，产生许多断层、褶曲等。在这些断层褶曲附近， 又产生许多纵横交错的次生构造，形成裂隙带、破碎带当顶板暴露后，如果顶板支护不及时、支护质量不好或支护方式不当，这些破碎的岩石就可能冒落， 导致顶板事故发生。
        动压影响的原因：在超前支承压力特别是周期压力的作用下，顶板岩石内的原生裂隙破碎带进一步扩展加大，并造成新的裂隙使岩石更加破碎， 诱发冒顶事故。当超前支承压力特别是周期压力超过煤壁自身强度时，煤壁产生片帮， 造成梁端距加大， 致使空顶距加大。这也会诱发冒顶事故。
        3.1.2  支护上的原因
        支护不及时的原因：在生产过程中，由于没能及时挂梁、前探梁前窜不及时、贴帮柱、临时柱支设不及时，致使暴露的顶板得不到及时支护和控制，造成冒落事故。
        支护质量不好的原因：支柱支设角度不对，做不到迎山有力；柱窝深度不够，顶板及两帮没有备实；棚距过大，空顶面积过大；支柱没有“穿鞋戴帽”造成支柱失效。这些支护质量问题都会诱发冒顶事故。
        支护施工不当的原因：施工过程中由于没有严格按技术要求施工，造成了空顶空帮现象而导制顶板事故的的发生
        3.1.3  管理的原因
        在对顶板管理的过程当中，对施工地点的地质条件不清楚、没能掌握巷道开掘后围岩的范围及围岩应力分布情况、没有严格按设计要求施工、没有严格执行作业规程，违章指挥和违章作业等也能导制顶板事故的发生。
        3.2  顶板安全管理采取的措施
        通过对面前冒顶事故的原因分析，在长期实践中我们对防治面前冒顶事故主要采取以下措施：
        ①加强地质预测预报工作和矿压观测工作，准确掌握工作面前方地质情况和矿山压力分布情况， 及时准确地采取措施加强面前支护， 防止冒顶事故的发生。
        ② 及时支设贴帮柱，防止由于煤壁片帮导致梁端面距加大，引起冒顶。一旦煤壁出现片帮要加设前探木板梁，使顶板及时得到有效的控制。
        ③ 加强支护质量管理。木棚、支柱支设要迎山有力，严格按质量标准架设木棚及支柱，木棚要帮顶要备实，打紧木楔，支柱要“穿鞋戴帽”，保证支柱支撑有力。
        ④ 合理选择工作面两巷的断面尺寸和几何形状。支护强度要适当加大， 断面尺寸要适当减小，几何形状要求拱顶尽量平缓。
        ⑤ 加强工作面两巷超前支护。在超前支护工作中既要治顶，又要治底，还要治帮，做到顶底帮综合治理，尽量使巷道不底臌 不片帮、不失稳、不下沉， 减轻顶板下沉松动。
        ⑥ 加大开切眼两端头的支护强度和密度，保证有效支护。
        ⑦ 在工作面刮板运输机机头机尾维修、更换和推移过程中，要尽量少替换支柱，对卸下来的主柱要及时补设，尽量减轻顶板的反复松动。
        ⑧ 工作面布置的设备机窝断面要尽量减小，并保证支护强度和密度。
        ⑨ 十字口和丁字口一定要架抬棚，并且保证支护强度和密度。砌碹巷道要保证拱成圆形并且拱顶及两帮一定要用料石充填严实，以保证全圆拱的支护强度。
        ⑩ 缩短采煤工作面的长度，由原来的80米减至50米。
        3.3  掘进工作面与采煤工作面的支护方式
        清水沟煤矿掘进工作面大体采用三种支护方式：全圆拱砌碹、梯形木支护、梯形工字钢支护。